(57)【要約】【課題】ディスク使用効率の良い差分情報を使用したスナップショット管理手法でありながら、書き込み性能の劣化が無く、運用停止時間および運用再開時間を最小限に押さえる復元機能を持つスナップショット機能を有するスナップショット管理システムを提供する。【解決手段】ホストコンピュータ１０１と、スナップショット機能を提供するストレージシステム１０３とがネットワーク１０２によって通信自在に接続されるスナップショット管理システムであって、ホストコンピュータ１０１からは、ストレージシステム１０３が、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリュームと、過去に作成した複数のスナップショットとが独立したボリュームとして時間軸に基づき認識され、１つのスナップショットである第１スナップショットには、完全ボリュームが割り当てられ、ボリューム全体の完全な内容が完全ボリューム記録領域１０５に記録される。【選択図】図１
2010079331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータと、スナップショット機能を提供するストレージシステムとがネットワークによって通信自在に接続されるスナップショット管理システムであって、
前記ストレージシステムは、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラと、
完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域と、
スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域とを備え、
前記ホストコンピュータからは、前記ストレージシステムが、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリュームと、過去に作成した複数のスナップショットとが独立したボリュームとして時間軸に基づき認識され、
１つのスナップショットである第１スナップショットには、完全ボリュームが割り当てられ、ボリューム全体の完全な内容が前記完全ボリューム記録領域に記録され、
前記第１スナップショットの直前又は直後の第２又は第３スナップショットには、差分ボリュームとして完全ボリュームからの差分データが保持され、
前記第２スナップショットよりも前のスナップショットには、差分ボリュームとして直後のスナップショットからの差分データが保持され、
前記第３スナップショットよりも後のスナップショットには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持され、
前記運用ボリュームには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持されるように構成されていることを特徴とするスナップショット管理システム。
【請求項２】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、前記運用ボリュームからデータを読み出す場合に、各パターンに於いて、前記運用ボリュームに差分データがない場合、最新のスナップショットの差分ボリュームからブロックデータを検索して、見つかった時点でデータを読み出し、差分ボリュームにブロックデータが見つからない場合は、前記完全ボリュームからデータを読み出すことを特徴とするスナップショット管理方法。
【請求項３】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、書き込み処理を行なう場合、前記運用ボリュームの差分ボリュームに差分ブロックを追加することを特徴とするスナップショット管理方法。
【請求項４】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを追加する場合、前記運用ボリュームの複製として新しくスナップショットを作成し、運用ボリュームに対しては空の差分状態で作成された差分ボリュームを割り当てることを特徴とするスナップショット管理方法。
【請求項５】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを削除する場合、削除対象となるスナップショットの差分ボリュームの差分情報を、隣接するスナップショットの差分ボリューム又は完全ボリュームに書き込み、その後に削除対象となるスナップショットを削除することを特徴とするスナップショット管理方法。
【請求項６】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットの完全ボリュームを直後のスナップショットに移動させる場合、完全ボリュームを元のスナップショットと直後のスナップショットの中間に位置させた状態で、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックに位置する完全ボリュームのブロックを元のスナップショットの差分ボリュームに追加し、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックを完全ボリュームに移動することを特徴とするスナップショット管理方法。
【請求項７】
請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する場合、復元前に、あらかじめ復元したいスナップショットに完全ボリュームを移動しておき、その他のスナップショットの差分情報を破棄してスナップショットを消去し、運用ボリュームの差分情報をクリアすることを特徴とするスナップショット管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレージシステムやファイルサーバーで提供されるボリュームのスナップショット機能を有するスナップショット管理システム及びスナップショット管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ストレージシステムやファイルサーバーでは、ボリュームを任意のタイミングで複製し、必要となった時に参照、あるいはボリューム全体の復元を行うスナップショット機能を提供している。このスナップショット機能は、データベースや業務データのバックアップおよび障害回復の目的で使用されている。
スナップショットの管理方式としては、特許文献１のように運用中のボリュームからの差分情報を使用してスナップショットを保持する方式が一般的である。
【特許文献１】特開２００７−９４４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように、運用ボリュームからの差分情報でスナップショットを管理する方式の場合、ボリュームに対する書き込み性能が落ちるという問題がある。これは、運用ボリュームに書き込む前に、変更前のデータを読み出してから差分領域に退避するという処理が必要となるためである。
【０００４】
また、障害回復のため運用ボリューム全体をスナップショットの状態に復元したい場合、運用ボリュームに差分情報を書き戻す事になる。この書き戻しの最中は、運用ボリュームが使用できなないため、データベースや業務運用を停止しなければならない。業務停止時間を最小限に押さえるには、別ボリュームを用意してスナップショットの内容をコピーする方法もあるが、ボリューム全体のコピーが必要になるため、運用再開までの時間が長くなる。
【０００５】
以上の現状に鑑み、本発明は、ディスク使用効率の良い差分情報を使用したスナップショット管理手法でありながら、書き込み性能の劣化が無く、運用停止時間および運用再開時間を最小限に押さえる復元機能を持つスナップショット機能を有するスナップショット管理システム及びスナップショット管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、ホストコンピュータと、スナップショット機能を提供するストレージシステムとがネットワークによって通信自在に接続されるスナップショット管理システムであって、
前記ストレージシステムは、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラと、
完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域と、
スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域とを備え、
前記ホストコンピュータからは、前記ストレージシステムが、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリュームと、過去に作成した複数のスナップショットとが独立したボリュームとして時間軸に基づき認識され、
１つのスナップショットである第１スナップショットには、完全ボリュームが割り当てられ、ボリューム全体の完全な内容が前記完全ボリューム記録領域に記録され、
前記第１スナップショットの直前又は直後の第２又は第３スナップショットには、差分ボリュームとして完全ボリュームからの差分データが保持され、
前記第２スナップショットよりも前のスナップショットには、差分ボリュームとして直後のスナップショットからの差分データが保持され、
前記第３スナップショットよりも後のスナップショットには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持され、
前記運用ボリュームには、差分ボリュームとして直前のスナップショットからの差分データが保持されるように構成されていることを特徴とするスナップショット管理システムを提供するものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、前記運用ボリュームからデータを読み出す場合に、各パターンに於いて、前記運用ボリュームに差分データがない場合、最新のスナップショットの差分ボリュームからブロックデータを検索して、見つかった時点でデータを読み出し、差分ボリュームにブロックデータが見つからない場合は、前記完全ボリュームからデータを読み出すことを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、書き込み処理を行なう場合、前記運用ボリュームの差分ボリュームに差分ブロックを追加することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを追加する場合、前記運用ボリュームの複製として新しくスナップショットを作成し、運用ボリュームに対しては空の差分状態で作成された差分ボリュームを割り当てることを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットを削除する場合、削除対象となるスナップショットの差分ボリュームの差分情報を、隣接するスナップショットの差分ボリューム又は完全ボリュームに書き込み、その後に削除対象となるスナップショットを削除することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、スナップショットの完全ボリュームを直後のスナップショットに移動させる場合、完全ボリュームを元のスナップショットと直後のスナップショットの中間に位置させた状態で、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックに位置する完全ボリュームのブロックを元のスナップショットの差分ボリュームに追加し、直後のスナップショットの差分ボリュームの差分ブロックを完全ボリュームに移動することを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１記載のスナップショット管理システムに於いて、運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する場合、復元前に、あらかじめ復元したいスナップショットに完全ボリュームを移動しておき、その他のスナップショットの差分情報を破棄してスナップショットを消去し、運用ボリュームの差分情報をクリアすることを特徴とするスナップショット管理方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のスナップショット管理システムによれば、ディスク使用効率の良い差分情報を使用したスナップショット管理手法でありながら、書き込みおよび読み込み性能の劣化を最小限に押さえることができ、また、運用を継続しながら任意の地点のスナップショットまで完全ボリュームを移動させ、復元を行うことにより、運用停止時間および運用再開時間の少ない復元機能を持つスナップショット機能を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のスナップショット管理システムの一実施例を示すシステム構成図である。この実施例のスナップショット管理システムは、データベースあるいは業務システムが動作するホストコンピュータ１０１と、スナップショット機能を提供するストレージシステム１０３と、ホストコンピュータ１０１とストレージシステム１０３とを接続するＳＡＮ(Storage Area Network)ネットワーク１０２によって構成される。
ストレージシステム１０３は、ボリュームへのアクセス制御を行うコントローラ１０４と、完全ボリュームのデータを格納する完全ボリューム記録領域１０５と、スナップショットを保持するための差分データを格納する差分記録領域１０６とから構成される。
【００１５】
図２は、スナップショットの管理状態を示す図である。ホストコンピュータ２０１からは、データベースや業務システムで実際に使用する運用ボリューム２０２および過去に作成したスナップショットＡ〜Ｄ（２０３〜２０６）が独立したボリュームとして時間軸に基づき認識される。スナップショットＢ（２０４）は、完全ボリューム２０９が割り当てられており、ボリューム全体の完全な内容が完全ボリューム記録領域２１２に記録されている。スナップショットＡ（２０３）は、差分ボリュームＡ（２０８）として完全ボリューム２０９からの差分として保持されている。運用ボリューム２０２は、差分ボリュームＥ（２０７）として差分ボリュームＡ（２０８）からの差分として保持されている。スナップショットＣ（２０５）は、差分ボリュームＣ（２１０）として完全ボリューム２０９からの差分として保持されている。スナップショットＤ（２０６）は、差分ボリュームＤ（２１１）として差分ボリュームＣ（２１０）からの差分として保持されている。これらの差分データは、差分記録領域２１３に保存される。
【００１６】
図３は、運用ボリュームからのデータ読み出し方式を示す図である。この図では、ホスト側から見える運用ボリューム３０１およびスナップショットＡ（３０２）が差分ボリュームで、スナップショットＢ（３０３）が完全ボリュームで構成されている。パターン３０７では、差分ボリュームＥおよび差分ボリュームＡには差分が記録されていないため、完全ボリュームのブロック（３０４）をデータとして読み出す。パターン３０８では、差分ボリュームＥには差分が無いが差分ボリュームＡには差分が記録されているため、ボリュームＡの差分ブロック３０５をデータとして読み出す。パターン３０９では、差分ボリュームＥに差分が記録されているため、差分ボリュームＥの差分ブロック３０６をデータとして読み出す。このように、運用ボリューム３０１からデータを読み出す場合は、最新の差分ボリュームからブロックデータを検索して、見つかった時点でデータを読み出すという処理を行う。単純に完全ボリュームからデータを読み出す場合と比較すると、差分の検索によるオーバーヘッドがあるが、読み出すブロックサイズ自体は変化しないため、適切な差分管理を行えば性能劣化は最小限に押さえられる。
【００１７】
図４は、運用ボリュームへのデータ書き込み方式を示す図である。この図では、ホスト側から見える運用ボリューム４０１およびスナップショットＡ（４０２）が差分ボリュームで、スナップショットＢ（４０３）が完全ボリュームで構成されている。書き込み処理は、パターン４０４〜４０６のように差分ボリュームＥに差分ブロックを追加する処理となる。単純に完全ボリュームにデータを書き込む場合と比較すると、差分管理の更新によるオーバーヘッドがあるが、書き込むブロックサイズ自体は変化しないため、適切な差分管理を行えば性能劣化は最小限に押さえられる。
【００１８】
図５は、スナップショットの追加方式を示す図である。状態５０１がスナップショットを追加する前の状態である。状態５０２はスナップショットを追加した直後の状態である。スナップショットＥ（５０３）が運用ボリュームの複製として新しく作成され、運用ボリュームに対しては空の差分状態で作成された差分ボリュームＦ（５０４）が割り当てられる。
【００１９】
図６は、スナップショットの削除方式を示す図である。状態６０１がスナップショットＡ（６０２）を削除する前の状態である。状態６０３はスナップショットＡを削除した直後の状態である。削除対象となるスナップショットＡの差分ボリュームＡの差分情報は、隣接するスナップショットＢの完全ボリュームに書き込まれる（６０４）。尚、隣接するスナップショットに差分ボリュームが割当てられている場合は、その差分ボリュームに書き込まれる。
【００２０】
図7は、完全ボリュームの配置を移動する方式を示す図である。状態７０１が移動する前の状態である。スナップショットＢ（７０２）の完全ボリュームをスナップショットＡ（７０３）に移動させる場合、移動中は状態７０４となる。移動中は、完全ボリュームがスナップショットＡとスナップショットＢの中間に位置した状態で、差分ボリュームＡの差分ブロック（７０５）の位置にある完全ボリュームのブロックを差分ボリュームＢに追加（７０６）し、差分ボリュームＡの差分ブロック（７０５）を完全ボリュームに移動する処理を行う。この差分移動処理は、ブロック単位で順次行われるため、移動処理中も運用ボリュームの読み書きは可能である。移動が完了すると状態７０７となる。
【００２１】
図８は、運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する方式を示す図である。復元前に、あらかじめ復元したいスナップショットに完全ボリュームを移動しておく。スナップショットＣ（８０２）を復元する準備をした状態が８０１である。復元後の状態が８０５である。復元処理は、スナップショットＢ（８０３）およびスナップショットＡ（８０４）の差分情報を破棄してスナップショットを消去し、運用ボリュームの差分情報をクリアする（８０６）事で行う。これらの操作は差分管理領域をクリアするだけで実現できるため、一瞬で完了する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスナップショット管理システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスナップショット管理システムのスナップショット管理状態を示す説明図である。
【図３】本発明による運用ボリュームからのデータ読み出し方式を示す説明図である。
【図４】本発明による運用ボリュームへのデータ書き込み方式を示す説明図である。
【図５】本発明によるスナップショットの追加方式を示す説明図である。
【図６】本発明によるスナップショットの削除方式を示す説明図である。
【図７】本発明による完全ボリュームの配置を移動する方式を示す説明図である。
【図８】本発明による運用ボリュームをスナップショットの内容に復元する方式を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０１，２０１  ホストコンピュータ
１０２  ネットワーク
１０３  ストレージシステム
１０４  コントローラ
１０５，２１２，３０４  完全ボリューム記録領域
１０６，２１３  差分記録領域
２０２，３０１，４０１  運用ボリューム
２０３〜２０６，３０２，３０３，４０２，４０３，５０３，６０２，７０２，７０３，８０２〜８０４  スナップショット
２０７〜２１１  差分ボリューム
３０５，３０６，７０５  差分ブロック
【図１】
2010079331.tif 000003
【図２】
2010079331.tif 000004
【図３】
2010079331.tif 000005
【図４】
2010079331.tif 000006
【図５】
2010079331.tif 000007
【図６】
2010079331.tif 000008
【図７】
2010079331.tif 000009
【図８】
2010079331.tif 000010